Химические превращения органической массы бурых углей при гидрогенизации

• Автор: Гюльмалиева, Майя Агаджановна
• Шифр специальности: 05.17.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 154 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1.НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ ХИМИИ И ТЕХНОЛОГИИ ГИДРОГЕНИЗАЦИИ УГЛЕЙ ПОД НЕВЫСОКИМ ДАВЛЕНИЕМ ВОДОРОДА ДО МПа ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 .Разработка научнотехнических основ процесса.

1.2.Концепция мультимерного строения органической массы угля

ГЗ.Структура и свойства органической массы угля.

1.3.1 .Структурные модели угля

1.4.Физикохимические основы метода гидрогенизации

1.4.1.Зависимость степени превращения угля

от структурных параметров

1.4.2.Влияние соединений переносчиков водорода

1.4.3.Применение органических соединений и угольных дистиллятов в качестве доноров водорода.
1.4.4.Гидрогенизация угля в присутствии нефтяного пастообразователя и химический состав полученных дистиллятов.
1.4.5. Катализаторы процесса
2.ХАРАКТЕРИСТИКА СЫРЬЯ, АППАРАТУРА, МЕТОДИКА
РАБОТЫ И АНАЛИЗА ПРОДУКТОВ
2.1. Характеристика сырья.
2.2.Аппаратура и методика работы
2.3.Анализ сырья и получаемых продуктов.
2.3.1.Методика определения содержания фенолов
и азотистых оснований.
2.3.2.0пределение йодного числа.
3.СОСТАВ ПРОДУКТОВ и ХИМИЗМ ПРЕВРАЩЕНИЯ
БУРОГО УГЛЯ ПРИ ГИДРОГЕНИЗАЦИИ
3.1.Гидрогенизация угля в присутствии тетралина
3.2.Спектральный анализ угольных дистиллятов.
3.3.Среднестатистическая структурная модель бурого угля
ЗАТермодинамический расчет равновесного состава
продуктов гидрогенизации
4.ЭЛЕКТРОННАЯ СТРУКТУРА И КАТАЛИТИЧЕСКИ СВОЙСТВА СУЛЬФИДОВ МОЛИБДЕНА В ПРОЦЕССЕ ГИДРОГЕНИЗАЦИИ УГЛЯ.
4.1 .Общие характеристики сульфидов молибденов.
4.2.Квантовохимический расчет электронной структуры
сульфидов молибдена
4.3.Сравнительный анализ гидрирующей способности ТЬ и ЬТБ.
5.ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПОЛУЧЕНИЮ ХИМИЧЕСКИХ ПРОДУКТОВ ИЗ УГОЛЬНЫХ ДИСТИЛЛЯТОВ
5.1.Получение ароматических углеводородов.
5.2.Принципиальная схема экстракционного выделения фенолов
из угольных дистиллятов
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Исследования проводились в Государственном Институте высоких давлений (ГИВД), Институте горючих ископаемых АН СССР (ИГИ), Всесоюзном институте искусственного жидкого топлива и газа (ВНИГИ), Украинском углехимическом институте (УХИН) и других организациях. В конце -х годов в России функционировали два опытных завода (г. Кемерово и Харьков), на которых отрабатывалась технология гидрогенизации угля под высоким давлением водорода. В -е годы в России было создано промышленное производство жидкого топлива из угля в г. Ангарске, которое эксплуатировалось в течение года. В связи с появлением дешевой Западно-Сибирской нефти это производство было остановлено в г. МПа), вместо применявшегося на заводах Германии, Великобритании, СССР и др. МПа [6] с тем, чтобы улучшить технико-экономические показатели производства и сделать их конкурентоспособными с получением моторных топлив из нефти. Результаты этих работ, выполненных в ИГИ и др. МПа, построить Опытный завод СТ-5, провести опытно-промышленные работы и предложить в конце -х - начале -х годов технологию для реализации в промышленности [7-9]. В этой технологии учитывался опыт, накопленный в России, а также результаты сотрудничества с организациями Германии (консорциум Имхаузен, Саарберг Интерплан) и др. Принципиальное отличие технологии ИГИ от разработок, выполненных в - -х годах прошлого столетия, заключалось в применении для производства жидких продуктов и моторных топлив более низкого давления водорода - МПа, а затем - для ряда углей и 6 МПа, по сравнению с - МПа в процессах, разработанных в Германии (Veba Oil, Pirosol), США (H-Coal, HDS и др. Японии (NBCL), Китае (Shenhua Clean Coal Technology Company, Ltd. SCOT) и др. Кроме того, была предложена и апробирована в условиях Опытного завода СТ-5 система для регенерации Мо-содсржащего катализатора стадии ожижения угля (выход Мо -% от потенциала). Результаты исследований были воплощены в технологические схемы и соответствующее аппаратурное оформление процесса, которые разрабатывались проектными и конструкторскими организациями России (Грозгипро-нефтехим, Тулаинжнефтегаз, ВНИИНефтемаш, Тулапроект и др. Техникоэкономическая оценка комплексов с производительностью 3-5 млн. Канско-Ачинского бассейна но сравнению с выработкой аналогичной продукции из нефти. Принципиальная схема переработки угля и производства моторных топлив по технологии ИГИ приведена на рис. Для гидрогенизации применяют уголь с содержанием влаги < 1 % и измельченный до размеров менее 0 мкм. Уголь смешивают (-% угля) с угольным пастообразователем ( % продукты ожижения угля). Катализатор вводится в пастообразователь в виде водного раствора парамолибдата аммония в расчете 0,% Мо на уголь. Углемасляную пасгу в смеси с водородсодержащим газом подвергают гидрогенизации под давлением 6- МПа при 5°С в реакторах колонного типа. Рис. ИГИ[]. С, до 0-0°С и высоко-кипящие фракции, которые возвращаются в процесс для приготовления углемасляной пасты и последующего превращения в дпстиллятныс продукты. Дистиллятньтс фракции после выделения (если это необходимо) фенолов (5-%) подвергают гидроочистке, каталитическому риформингу и др. Твердые остатки с добавлением реакционной воды сжигаются при высокой температуре в циклонной топке. Содержащийся в остатке молибден удаляется с газовой фазой, концентрируется в виде триоксида молибдена на летучей золе и выделяется известными методами гидрометаллургии. Потери молибдена при регенерации катализатора не превышает обычных для нефтепереработки (менее 1 • ‘5 % от используемого количества). Для переработки продуктов ожижения угля в моторные топлива и их компоненты ИГИ совместно с институтами ВНИИНП и ВНИИнефтехим разработан ряд технологических процессов гидроочистки, гидрокрекинга и каталитического риформинга с применением промышленных и новых оригинальных катализаторов. Разработка научных основ процессов гидрогениза-ционной переработки угольных дистиллятов различного фракционного состава в моторные топлива, их опытная проверка в лабораторном и стендовом масштабе проводились в течение примерно лет.